作為世界上最強大的兩個國家,中國和美國注定在未來的多個領域都將以競爭對手的身份相見。最近,又有一個領域,有可能見證中美的巔峰對決——太空算力。
所謂的太空算力,就是在部署在太空中的算力系統,或者說是太空中的數據中心。目前,數據中心確實是世界各國競爭的制高點,但這玩意要送上太空,到底是圖個啥呢?
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數據中心,可以理解為數字化時代的“發電廠”,它通過集中放置的大量計算機(服務器),專門負責處理、存儲和傳輸我們在手機上、電腦上產生的各種數據,為各類在線服務提供穩定可靠的算力支撐。
在我們的生活中,不論是網絡購物、在線支付、娛樂社交,還是社交媒體、在線辦公、交通出行,都離不開數據中心的支撐。可以說,咱們生活的方方面面,幾乎都有數據中心的影子,而且未來的聯系也會越來越緊密。
對普通人來說,數據中心可以提供生活的便利。對于一個國家來說,數據中心更是直接影響經濟發展。
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有研究報告指出,當一個國家的計算力指數達到40分時,那么其指數每增加1點,其對GDP的拉動就能比原來提高一半;如果計算力指數達到60分,那么每提高1分,其對GDP的拉動效果將提升到2.9倍!
而且,目前世界各國大力發展的人工智能等技術,也都離不開海量的數據支撐。誰能搶占人工智能的高地,誰就能在未來的技術領域占據領先地位,直接影響到一個國家的核心競爭力。而數據中心,就是這場競爭的基礎籌碼。
沒有充足的數據中心,就無法贏得未來。世界各國都明白這個道理,因此只要有條件,都會在這個領域投入大量的精力。
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統計數據表明,2024年的時候,全球對數據中心的投資總額達到了5000億美元,并有望在今年達到5800億美元。這是個什么概念?同期全球的石油供應,總額也才5400億美元。因此有人形容說,數據中心已經成為了今天的“新石油”。
石油是什么?它既是一種資源,在某種程度上甚至是一種“硬通貨”啊!將數據中心比喻成石油,其重要性不言而喻。
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但是,數據中心的發展,也面臨著許多限制。這里固然有一些高精尖技術的限制,但也有很多相對基礎的限制。
電力:是的,在最基礎的電力上,數據中心就面臨著資源緊缺的問題。對于一座數據中心,其運維成本的約70%都來自電費!世界著名科技公司英偉達的CEO黃仁勛前不久就直言,人工智能遭遇的瓶頸之一,就是電力。
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根據國際能源署今年4月發布的《能源與人工智能》報告,2030年的時候,全球數據中心的電力需求將達到945太瓦時,到2035年,這個數字有望飆升到約1200太瓦時。要知道,當下全球每年新增電力也就是1000太瓦時出頭,算下來相當一部分都要哺育茁壯成長的算力領域。
空間:沒錯,這玩意還占地方。舉個例子,中國移動(呼和浩特)數據中心占地面積1486.5畝,總建筑面積100.6萬平方米。也就是說,僅僅這一個數據中心,占地面積就達到了1平方公里!隨著更多數據中心建立起來,空間從哪來?
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時間:地面寬帶的傳輸,會存在一定的延遲問題,不僅地面光纖難免曲線傳播,而且多層級交換機中轉,都會影響傳輸時長。尤其是在偏遠地區,或者跨洋通信,傳輸起來會更加麻煩。涉及到災害響應、海上救援、戰場態勢感知等情況,任何一點延遲,都有可能造成不可估量的損失。
水:由于數據中心需要持續性地高負載運行,導致芯片過熱。這種情況下,就可能致使芯片降頻甚至宕機,所以需要配備散熱系統。當下主流的散熱模式,就是液冷散熱。為了滿足散熱需求,一座超大型數據中心每年的耗水量甚至高達數千萬噸!
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可以說,算力的發展,說到底面臨的其實是一些基礎資源限制,這里既包含可再生資源,更包含不可再生資源。
于是,有人想到了一個聰明的方法:通過衛星,把數據中心送到太空中。
電力方面,這些衛星可以獲得更長時間的光照,太陽能的利用效率也是地面的8倍,輕松實現千瓦級甚至兆瓦級的穩定供能。
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和地面相比,太空空間近乎無限,近地軌道資源雖說是不可再生資源,但也可以給我們的算力提供大量的空間。
至于延遲的問題,那就更是太空數據中心的優勢了。要知道,近地軌道的高度僅有幾百公里,遠比地面傳輸要短得多,而且還可以覆蓋到地球的各個角落。
而冷卻問題,更是太空算力的先天優勢。在太空環境的溫度低至-270℃以下,可以通過輻射散熱實現極高的散熱效率,而且不用耗水,既節約資源又高效,一舉兩得。
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可以說,如果把芯片或服務器集成到衛星上,那么每一顆衛星就是一個算力節點,可以完成數據中心的各項功能。再通過大量衛星的組網建成軌道算力星座,我們就得到了成型的太空數據中心。
有專家進行過估算,以10年的時間為例,地面上一個數據中心,維護成本高達1.67億美元;而與其規模相同的太空數據中心,成本僅820萬美元。
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人類的未來,在太空。
作為世界上最強大的民營航天公司的掌門人,馬斯克提出,他的Space X將致力于研發AI計算衛星。未來,利用正在研發的火箭——星艦,他們可以每年發射100萬噸級的衛星,每一顆衛星都配備100千瓦的功率,算下來每年就能新增100吉瓦的人工智能計算能力。
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在搶占太空算力的賽道上,美國和馬斯克再一次走在了前面。除此之外,貝索斯的藍色起源公司,也致力于利用其“新格倫”火箭,建設超越地面的AI基礎設施。
我們說過,近地軌道本質上仍屬于不可再生資源,需要搶占才可以擁有。想要搶占這些資源,則需要足夠的火箭運力。當今世界,只有Space X公司可以憑借穩定的可回收火箭技術和量產衛星的產業鏈,將成本打下來,為部署該星座提供必要保障。
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留給我們的時間,真的不多了。
今年5月,我國太空計算衛星星座12顆衛星發射升空,開啟了之江實驗室“三體計算星座”的建造進程。
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11月底,北京市科學技術委員會、北京星辰未來空間技術研究院等單位在 “智繪星空 勝算在天——太空數據中心建設工作推進會” 上發布了中國太空數據中心建設規劃,擬在地球低軌的晨昏軌道部署太空數據中心,目標是建設一個 超過千兆瓦級功率的大型集中式系統,用于開展天基數據中繼傳輸、算力服務以及 AI 計算等業務。
這些宏偉的計劃,同樣離不開火箭回收技術降低成本,從而提高發射頻率。雖然前不久朱雀三號火箭沒有完成回收測試,但入軌任務順利完成。除此之外,我國還有許多機構、企業在研制可回收火箭,追趕馬斯克的步伐。
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屬于我們的太空數據中心,未來可期,但也時間緊迫。馬斯克已經“亮劍”了,我國如果接不住招,恐怕就要失去大量的太空資源了。
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